GPS衛星星曆與曆書

    GPS 衛星傳送的導航資訊是每秒50位的連續的資料流，在此我們稱之為導航電文，每顆衛星都同時向地面傳送以下資訊：

    系統時間和時鐘校正值、自身精確的軌道資料（星曆，ephemeris） 其他衛星的近似軌道資訊（曆書，almanac） 系統執行狀況。

1.GPS衛星星曆：

   衛星軌道資訊或某一時刻軌道引數及其變率或某一時刻衛星位置及其變化率。

分為預報星曆（又叫廣播星曆）和後處理星曆（精密星曆）。

——GPS廣播星曆：包括某一參考曆元的軌道及其攝動改正項引數。共有16個引數。用C/A碼傳送的星曆叫C/A碼星曆，精度為數十米。

——後處理星曆：用P碼傳送的星曆叫P碼星曆，叫做精密P碼星曆，精度為5米。用於軍事目的。大部分使用者得不到。一些國家某些部門根據各自跟蹤衛星的精密觀測資料來計算出的星曆。事後提供給使用者。

2.GPS衛星曆書：

GPS衛星的歷書（Almanac）包含在導航電文的第四和第五子楨中，可以看作是衛星星曆引數的簡化子集。其每12.5分鐘廣播一次，壽命為一週，可延長至6個月。GPS衛星曆書用於計算任意時刻天空中任意衛星的概略位置。其主要用途： 
★ 使衛星的碼搜尋有的放矢，避免“滿天搜星” 
GPS訊號是一個CDMA（分碼多重進接）訊號，一般來說，GPS接收機對衛星訊號的搜尋是一個“滿天搜星”的過程，即要搜尋天空中的所有衛星對應的偽隨機碼。如果預先知道任意時刻所有衛星的概略位置，接收機就可以只復現本時刻天空中存在衛星的偽隨機碼進行搜尋。這樣可以使GPS接收機在搜尋衛星時做到有的放矢，縮短捕獲衛星訊號的時間。 
★ 找到任意衛星的概略Doppler頻移，輔助頻域搜尋 
對CDMA訊號的搜尋過程是一個二維搜尋過程，對GPS衛星訊號的搜尋也不例外。即不僅要對衛星進行碼搜尋，還要通過頻域搜尋確定該衛星的Doppler頻移。通過歷書計算出衛星的概略位置，就可以估算出衛星的概略Doppler頻移，快速捕獲衛星訊號。 
GPS接收機的啟動時間是衡量接收機效能好壞的重要引數之一，而衛星訊號的快速捕獲，縮短接收機的啟動時間也是目前GNSS業界的熱點問題。 
★ 曆書（Almanac）資料中各變數含義： 
ID: 衛星的PRN號，範圍為1—31 
Health: 衛星健康狀況，零為訊號可用，非零為訊號不可用 
Eccentricity: 軌道偏心率 
Time of Applicability(s): 曆書的基準時間 
Orbital Inclination(rad): 軌道傾角 
Rate of Right Ascen(r/s): 升交點赤經變化率 
SQRT(A) (m 1/2): 軌道長半軸的平方根 
Right Ascen at Week(rad): 升交點赤經 
Argument of Perigee(rad): 近地點俯角 
Mean Anom(rad): 平均近點角 
Af0(s): 衛星時鐘校正引數（鐘差） 
Af1(s/s): 衛星時鐘校正引數（鐘速） 
week: GPS週數 

3.曆書（Almanac）和星曆（Ephemeris）有什麼區別

    GPS接收機接收到廣播星曆（Broadcast Ephemeris）與曆書（Almanac）兩種導航資訊。廣播星曆包含基本軌道引數及攝動改正量，由其確定的衛星位置精度高，可用於定位計算。曆書僅提供基本軌道引數，精度低，可用於接收機快速捕捉衛星和預報。

為了縮短衛星鎖定時間，GPS接收機要利用曆書、當地位置的時間來預報衛星執行狀態。曆書與星曆都是表示衛星執行的引數。

曆書包括全部衛星的大概位置，用於衛星預報；

星曆只是當前接收機觀測到的衛星的精確位置，用於定位。